Какая когенерация нужна Украине?

В последнее время тема когенерации обсуждается в Украине на разных уровнях. До состоялось две или три международных конференции, на которых участники высказывали интересные мнения, в частности, предлагались варианты по повышению эффективности производства электрической и тепловой энергии. Нельзя не согласиться с мнением некоторых специалистов, которые считают, что главной проблемой является способы выработки электрической энергии, а уже с ней можно получить что угодно.

В общем, каких-то проблем по производству тепловой энергии не существует. Каким путем можно выработать тепловую энергию? Существуют различные способы, скажем, с помощью солнечных коллекторов или тепловых насосов тепловую энергию можно получить при сжигании газа, жидкого топлива, угля и т.д. Также на рынке работает немало производителей, которые изготавливают котлы, сжигающие газ, отходы древесины, солому и т.д..

Получить же электрическую энергию является задачей более сложной, хотя вариантов более чем достаточно. Это и гидро-, ветро- и атомные электростанции, тепловые и газопоршневые станции и т.д. А вот выработка электроэнергии с помощью топливных элементов без использования генератора считается на сегодняшний день наиболее перспективной технологией. Из вышесказанного, фактически, все проблемы сводятся к одному: каким образом и чем крутить ротор электрогенератора? Следует отметить, что, если, гидро- и ветроэлектростанции не требуют средств на воду или силу ветра, то атомные и другие станции работают на топливе, которое имеет цену, но в этом случае вложенные средства быстро окупятся. Другое дело - тепловые электростанции, газовые турбины, газопоршневые установки: постоянно вкладывая деньги на топливо, каждый стремится получить наибольшую отдачу.

К сожалению, у нас еще работают конденсационные электростанции (Трипольская ГРЭС оборудована газомазутными блоками), которые производят электроэнергию, зато производимое тепло никто не берет, поэтому их вынуждены останавливать. Эффективность использования топлива на таких электростанциях составляет около 30 процентов. Если говорить упрощенно, Киевские ТЭЦ-5 и -6 работают по замкнутому циклу (на турбину поступил теплоноситель, скажем с температурой 400 градусов, а из нее выходит с температурой 200-150, его можно отдать в городскую теплосеть, а потом обратно он возвращается с температурой 50-70, и снова его нагревают ...), поэтому там топливо используется намного эффективнее зависимости от периода года. (Согласно данным «Киевэнерго», зимой эффективность использования топлива составляет около 80 процентов, а летом - около 60.

Недавно Президент Украины подписал закон «О комбинированном производстве тепловой и электрической энергии (когенерации) и использовании сбросного электропотенциала». О нынешнем состоянии дел по применению технологий комбинированного производства электрической и тепловой энергии, о том, какие правовые основы существуют для повышения эффективности использования топлива в процессах производства энергии или других технологических процессах, и другом рассказал нашему корреспонденту руководитель проектов фирмы «Синапс» Виктор Лоза.

- Виктор Михайлович, все же, что первично: электрическая или тепловая энергия при использовании энергоносителей, в частности газа?

 - Еще в начале 90-х годов прошлого века возник актуальный вопрос по эффективному использованию топлива. Большинство специалистов согласилась с тем, что нужно использовать оборудование, которое, прежде всего, будет давать максимальный эффект по выработке электрической энергии. Нынешние действующие теплоэлектростанции построены по другой схеме, где основным продуктом производства является тепло. По моему мнению, не нужно ставить телегу впереди лошади, то есть, сначала, все же, надо выработать необходимое количество электроэнергии, а выделенное при этом тепло использовать максимально эффективно. Такой принцип себя оправдал.

 На сегодня эффективность использования топлива в когенерационных установках с газопоршневыми двигателями составляет 85, а иногда и до 95 процентов. Сравним коэффициент полезного действия газопоршневых и газотурбинных установок. Из патриотических соображений подходило бы стать на сторону украинских производителей газовых турбин - предприятий «Констар», «Заря» - «Машпроект», «Мотор Сич». Но проведен сравнительный анализ говорит не в пользу газотурбинной технологии. При производстве электрической энергии КПД газовых турбин составляет от 28 до 36 процентов в лучшем случае, вместо газопоршеви установки обеспечивают КПД 40-43.

Сейчас реалии таковы, что отечественные переработаны дизели не очень хорошо себя зарекомендовали. А лучшими ли есть зарубежные аналоги? Практически большинство зарубежных производителей пошли тем же путем, что и наши, т.е. дизельные двигатели переделали на газовые. Правда, КПД их машин составляет около 38-40, некоторые даже выдают 43-45 процентов. Здесь уместно сказать о некоторых скрытых нюансах, о которых не все знают. Установки с 43-процентным КПД требуют высокого давления газа (5-6 атмосфер). А если у потребителя только одна атмосфера давления? Соответственно, относится, например, 40-киловаттный компрессор для установки мощностью 1000 кВт, дожимает газ до необходимого количества атмосфер. В таком случае, от тысячи киловатт нужно вычесть мощность компрессора, значит, реальный КПД будет меньше на процент - два.

 Важны также преимущества при эксплуатации газопоршневых установок. Вот некоторые сравнительные цифры: до капитально ремонта и до списания газотурбинная установка будет работать 20-25 и 80-100 тысяч часов соответственно, газопоршневая соответственно - 60 и 180-200 тысяч часов. Следовательно, потребителю надо учесть капитальные затраты на закупку новой турбины. Фактически, за счет менее эффективного использования топлива, срок окупаемости газовой турбины является большим.

-  Чьего производства присутствуют сейчас на украинском рынке газопоршневые установки?

- В свое время Первомайский завод (Николаевская область) выпускал дизельные двигатели для судов, а завод им. Малышева - для тепловозов и других объектов. Впоследствии, под влиянием рынка, эти производители переделали дизельные двигатели под газовое топливо. Представьте себе грузовой автомобиль, переделанный на легковушку? Такая адаптация не дает максимального эффекта, поскольку при производстве электроэнергии «переработанный» дизель будет КПД на уровне 28 процентов, что даже хуже газовой турбины. Преимуществом такой продукции является ее низкая цена, время, эксплуатационные расходы на закупку газа будут сравнительно больше. Если по всей Украине установить дешевые станции с КПД 28-30 процентов, плюс утилизация тепла составит 50-60 процентов, то, в общем, коэффициент использования тепловой способности топлива составит около 80-85 процентов. Вроде когенерация. Но не забывайте, что спрос на электроэнергию всегда, а на тепло преимущественно зимой, поэтому летом ее через радиаторы сбрасывают в атмосферу. Получается, что из купленных 100 кубов газа используется 25-30, остальные выбрасывается на ветер. Сейчас ставится задача использовать нужное количество газа, и не более.

 В мире только австрийская компания Janbacher специализируется на производстве исключительно газовых двигателей. За 50 лет этой деятельности компания достигла уже значительных успехов по совершенствованию этой продукции. В частности, запатентовано систему подготовки газового топлива к сжиганию, благодаря чему газовые двигатели Janbacher четко и надежно работают до капремонта 60 тысяч часов. Диапазон мощностей изготовленных компанией машин составляет от 300 киловатт до 3 тысяч киловатт.

 Известно, что Janbacher является законодателем моды по выпуску газовых двигателей, и изделия компании становятся своеобразным эталоном для других производителей. Два года назад General Electric выкупила акции компании Janbacher, и на сегодня это предприятие входит в один из департаментов General Electric Energy, который выпускает разнообразную электротехническую продукцию, в том числе, газопоршневые установки и силовые установки с газовыми турбинами. Смена собственности пошла на пользу обеим компаниям. На сегодня лишь General Electriс Jaтbacher гарантирует необходимый заказчику режим работы двигателей, адаптированные под любой вид газа. Уместно будет сказать, что газопоршневыая технология является не только более эффективной, но и рынок заказов на такую продукцию очень широкий, особенно на изделия меньшей мощности (предприятия, котельные и др.).

- Ваше мнение относительно недавно принятого закона о когенерации.

 - Под лозунгом эффективного использования топлива и возрождения теплоэнергетики принят закон о когенерации, который, по моему убеждению, достаточно узкого направления. Действие закона распространяется только на владельцев когенерационных установок, зато забыли о тех, кто их арендует или берет в лизинг. Согласно этому закону, топливо должно использоваться с эффективностью 42 процента и выше, и только при таких показателях владельцу когенерационной установки будет утвержден тариф на электроэнергию, которую он будет иметь право продавать на энергорынок с определенными надбавками. Кстати, даже если когенерационная электроустановка производить не менее 10 процентов тепловой энергии и 2 электрической, то собственник оборудования равно попадает под действие действующего закона. Зато предприятие - владелец когенерационной установки уже имеет право продавать электроэнергию. Как это соответствует государственной политике энергосбережения? Я, как и большинство специалистов, ответа не знаю, но это уже утвержден механизм действия закона о когенерации.

 Расскажу, по какому принципу выбирают оборудования в Европе, где очень распространено установки когенерационных установок вместо котельных. В частности, в Дании, компания вроде нашего акционерного общества, вложив деньги в такие установки, произведенную электроэнергию отдает в электросети, а местные жители - акционеры компании - покупают производимое тепло. Согласно закону, в этой стране нужно использовать газ с эффективностью не ниже 90 процентов. Владельцу когенерационной установки кубометр газа продают за 1,8 кроны, а при сжигании газа в котле его стоимость составляет 4 кроны. Такая разница в цене существенно стимулирует внедрение когенерационных установок. В общем, на сегодня в Дании, где нет атомных станций, с помощью когенерационных установок производится 45 процентов электроэнергии, ветровыми электростанциями - примерно на уровне 10-15, а угольными - около 40 процентов.

Для сравнения, в Украине стоимость газа для теплокоммунальных предприятий составляет 241 грн. за тысячу кубов, другие потребители, в том числе владельцы когенерационных установок, платят 465 грн.

-Получается, что устанавливать когенерационные установки невыгодно?

 - Даже при таких диспропорций смысл есть, поскольку установление когенерационной установки позволяет полностью использовать электрическую и тепловую энергию. Сегодня предприятие покупает электроэнергию, например, за 30 копеек за киловатт-час и 110-150 грн. за гигакалорию. В случае установления когенерационной установки себестоимость электрической энергии, при стоимости газа 465 грн., Составлять на уровне 10 копеек, а тепловая стоить 40 грн. за гигакалорию. Кроме того, лишь газопоршневые установки способны работать в маневренном режиме. Так, в часы пиковых и полупиковых нагрузок предприятие имеет возможность использовать электроэнергию, произведенную когенерационными установками, а ночью покупать ее у энергоснабжающей компании по ночному тарифу (около 9 копеек). Для газотурбинных установок такой режим включения / выключения является опасным, поскольку каждый запуск длится несколько минут, что впоследствии приводит к износу турбины, которая в эквиваленте составляет 100 часов ее работы.

- В чем заключается сотрудничество «Синапс» с General Electriс Janbacher?

 - С приходом нового собственника в Janbacher, принципы управления и система сотрудничества с дилерами, дистрибьюторами, представительствами стали такими же, что и в компании General Electric. Перед подписанием соглашения о сотрудничестве с той или иной фирмой специалисты General Electric проверят ее. За восемь месяцев такой экзамен составляла фирма «Синапс». Проверяли финансовую деятельность, выполненные проекты, отзывы клиентов и т.д., и только по итогам всех результатов было подписано соглашение о сотрудничестве. На сегодня мы являемся единственным официальным сервисным партнером General Electriс Janbacher и официальным дистрибутором General Electriс Energy в Украине.

 Важным толчком к сотрудничеству стало то, что в 2003 году была достигнута договоренность о реализации проекта в донецком регионе по строительству мини-ТЭЦ. Согласно проекту подписан контракт между заказчиком и компанией Janbacher на прямой на поставку оборудования (22 машины, каждая по 3 мегаватта). Кстати, это крупнейший проект в мире, когда оборудование будет работать на шахтном газе метане. Такой масштабный проект должен иметь поддержку в Украине, поэтому General Electriс Janbacher выбрал фирму «Синапс».

 В реализации данного проекта представители завода-изготовителя проводить пусконаладочные работы оборудования, также завод принимает гарантийные обязательства по поддержанию жизнедеятельности оборудования. Фирма «Синапс» выступит в роли генерального проектировщика, также выполнять определенную часть работ, в частности нам предоставлен статус сервисного партнера General Electriс Janbacher, а непосредственно эксплуатацию оборудования проводить специалисты заказчика. Соглашением предусмотрен запуск комплекса в несколько этапов, и первый должен состояться в этом году. Надо сказать, что до подписания соглашения между «Синапс» и General Electriс Janbacherв Украины уже поставлено две когенерационные установки Janbacher в Черкасскую область. Теперь сервисное обслуживание этого оборудования переведено на наши плечи. В прошлом году еще две установки поставлены для предприятий Киевщины.

- Виктор Михайлович, широкое внедрение когенерации не будет создавать конкуренции, скажем, для энергоснабжающих компаний? Вы забираете у них заказчиков.

 - Мы лишь способствуем тому, чтобы у потребителя электрической и тепловой энергии был выбор. Сегодня каждый имеет право вырабатывать собственную электроэнергию, покупать ее в облэнерго, или комбинировать указанное использование в зависимости от времени года. И владелец не каждой квартиры или здания, не каждое предприятие или офис в состоянии установить альтернативные источники энергии. Останется немалое количество потребителей, которые всегда будут покупать электрическую и тепловую электроэнергию.

 Одной из проблем отечественной энергетики в том, что в часы пиковых и полупиковых нагрузок подключаются все имеющиеся мощности. Ночью потребления электрической энергии намного меньше, а значит блоки тепло-, электро-, гидроэлектростанций «заставляют» уменьшать мощность. Если гидроэлектростанции являються маневровыми, то мощность тепловых блоков можно уменьшить лишь до определенного предела, что, естественно, сказывается на эффективности, КПД их работы. Приемлемым выходом из этой ситуации для энергогенерирующей компании может быть установление рядом с ТЭЦ таких когенерационных установок, которые имеют свойство запускаться и останавливаться за несколько минут. Тогда в пиковые и полупиковые нагрузки не надо будет снижать мощность блоков ТЭЦ.

- Одного понимания проблемы недостаточно. Каков сейчас состояние дел по использованию когенерационных установок?

- Многое зависит от менеджмента работающей в этом сегменте рынка компании. Зато заказчик не знает всех технических возможностей того или иного оборудования, хотя, по моему мнению, здесь главное желание. Также важным фактором является техническая подготовка специалистов. И даже при наличии понимания и желания внедрять когенерационные установки, есть определенные причины, которые не очень способствуют этому. Прежде, принятый закон о конегерации является приемлемым для теплоэнергетиков, но не касается облэнерго или других электрогенерирующих компаний. И нынешняя тарифная политика не очень благоприятная. Скажем, компании должны продавать электроэнергию на энергорынке по цене 12-13 копеек при себестоимости 10 копеек при условии, что у нее забирать тепло. Иначе, из-за высоких цен на газ и низкие тарифы, услуги никакой. Поэтому купленное энергогенерирующей компанией оборудование окупится за 10-15 лет и, при том, некому давать тепловую энергию.

 Для теплокоммунэнерго созданы все условия для внедрения когенерационных установок. Они имеют право покупать газ по цене 241 грн. за тысячу кубов, кроме этого, данный закон обязывает забирать у них произведенную электрическую энергию. Я уже говорил о преимуществах установки установок на предприятиях. Добавлю лишь, что сейчас компания «Синапс» имеет договоренности с финансовыми организациями о сотрудничестве, есть содействие со стороны General Electriс Janbacher, в частности, есть возможность поставлять оборудование в лизинг. Считаю, что есть определенные предпосылки для реализации проектов на предприятиях.

 Цена установки колеблется в зависимости от мощности агрегата: чем меньше мощность, тем дороже киловатт установленной мощности, и наоборот. Также цена оборудования будет зависеть от определенных требований заказчика, скажем, установка должна быть изготовлена ??с заниженным уровнем шума и т.д., что влечет за собой дополнительные расходы. В общем, диапазон определенных цен сложно назвать, поскольку все зависит от будущих условий эксплуатации оборудования.

- И последний вопрос. В каких местах целесообразно все же использовать газовые турбины?

 - Например, в России газовые турбины используют на электростанциях, ведь у них газа много.